挑戰(zhàn)：風(fēng)能生產(chǎn)企業(yè)如何提高齒輪銑削的生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本?
解決方案：改進(jìn)加工方法，用現(xiàn)代硬質(zhì)合金刀具取代高速鋼刀具。
轉(zhuǎn)換觀念 實現(xiàn)齒輪高效加工
文：山特維克可樂滿
對清潔能源的需求以及對氣候變化的關(guān)注使風(fēng)能成為熱點話題。在當(dāng)今惡劣的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，風(fēng)能卻是難得的亮點。雖然近年風(fēng)能的增長率已由30%下降到18%至22%，但長期依然保持強(qiáng)勁增長的勢頭。
風(fēng)能行業(yè)的主要挑戰(zhàn)是如何滿足需求，這與其它許多行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)迥然不同——風(fēng)能領(lǐng)域要樂觀得多。風(fēng)能行業(yè)的關(guān)注焦點是，如何提高生產(chǎn)效率并滿足嚴(yán)格的質(zhì)量要求。
連接轉(zhuǎn)子、主軸和發(fā)電機(jī)的齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)最關(guān)鍵的部件之一。典型的齒輪箱一般包括幾個齒輪傳動組，例如內(nèi)齒圈、行星齒輪、太陽輪和低速齒輪等。
此外，風(fēng)力發(fā)電機(jī)還包含各種齒圈，譬如回轉(zhuǎn)支撐軸承，這是由齒輪和軸承組成的一種部件，用來控制葉片的俯仰角并根據(jù)風(fēng)向正確地確定機(jī)艙位置。
在齒輪箱生產(chǎn)中，質(zhì)量的實際含義是保持一致性和小公差。一般來說，齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)里最易損壞的部件，齒輪箱故障可導(dǎo)致嚴(yán)重的失效問題以及昂貴的維修成本。因此齒輪箱應(yīng)具備最佳質(zhì)量，而又不能犧牲其加工效率。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱中的齒輪一般經(jīng)兩道工序加工而成：粗加工階段的銑削以及精加工的磨削。在齒輪銑削工序中的任何不一致都會使磨削變得更加困難。
近年來，齒輪箱制造商大量投資購買現(xiàn)代機(jī)床。然而，功能強(qiáng)大的新機(jī)床往往受到傳統(tǒng)高速鋼(HSS)刀具加工能力的限制，這樣就很難充分利用設(shè)備的高效加工潛力。
這個例子很好地詮釋了在加工過程中各種因素的互相依存關(guān)系。僅靠單一的改進(jìn)而不進(jìn)行總體優(yōu)化，是不可能提高總體性能的。
高速鋼刀具除了性能不佳外，還需要大量物流支持、管理和重磨等工作，所有這些都耗費時間，并增加了總成本。
解決齒輪銑削這個難題的一種最有效的方案是，采用配備可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的現(xiàn)代刀具。所增加的每一片刀片都可提高切削參數(shù)并提升生產(chǎn)效率。
可轉(zhuǎn)位刀片也解決了與使用高速鋼刀具相關(guān)的物流問題，并實現(xiàn)對生產(chǎn)效率的內(nèi)部控制。
山特維克可樂滿將于2010年和2011年推出盤式銑齒刀和滾齒刀等新產(chǎn)品，將先進(jìn)硬質(zhì)合金刀片的優(yōu)勢帶到傳統(tǒng)上以高速鋼刀具為主導(dǎo)的齒輪加工操作中。
雖然現(xiàn)代硬質(zhì)合金刀片是進(jìn)行高效率齒輪銑削的強(qiáng)有力競爭者，但是選擇最佳刀具、刀片和牌號并非只是簡單的去挑那厚厚的刀具樣本。
更為審慎的做法是，去找到一個專業(yè)的合作伙伴，他們掌握先進(jìn)的應(yīng)用知識、充分了解客戶的挑戰(zhàn)、要求和目標(biāo)。
一個理想的刀具合作伙伴應(yīng)能針對具體的風(fēng)力發(fā)電機(jī)零部件提供總體解決方案，包括必要的刀具、刀片及加工方法，所有這些都要由經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員提供全面支持。
案例分析：
可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金滾齒刀與高速鋼滾齒刀的比較
硬質(zhì)合金刀片滾齒刀
風(fēng)能行星齒輪，模數(shù)16，第一/第二次走刀，滾刀直徑300毫米
切削速度 140/160 米/分
每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 1.6/3.2 毫米/轉(zhuǎn)
滾削總時間 102 分鐘
高速鋼滾齒刀
風(fēng)能行星齒輪，模數(shù)16，第一/第二次走刀，滾刀直徑300毫米
切削速度 50/50 米/分
每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 1.6/3.2 毫米/轉(zhuǎn)
滾削總時間 298 分鐘
結(jié)果顯而易見：生產(chǎn)效率提高了三分之二，并實現(xiàn)了連貫一致和可靠的操作。客戶認(rèn)為這項對新設(shè)備的投資極為成功。
正如上述生產(chǎn)效率提升的案例說明，這樣的解決方案可為實際加工帶來生產(chǎn)效率上的真正的不同。■
總結(jié)
在風(fēng)能行業(yè)，持續(xù)強(qiáng)勁的需求帶來了對高生產(chǎn)效率和高質(zhì)量的關(guān)注。新的盤式銑齒刀和滾齒刀、現(xiàn)代可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片，以及經(jīng)驗豐富的專家所提供的全面支持，構(gòu)成了富有成效的解決方案，以應(yīng)對齒輪零部件加工的挑戰(zhàn)。■